JP2014088531A - Hydrophilic film, hydrophilic film coated article, coating liquid for forming hydrophilic film and method for producing hydrophilic film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、親水性膜と親水性膜コーティング物品及び親水性膜形成用塗布液並びに親水性膜の製造方法に関し、さらに詳しくは、金属、ガラス等のセラミックス、樹脂等の各種製品の表面に形成することにより、表面の汚れの防止、あるいは表面から容易に汚れを落とすことが可能な親水性膜と、この親水性膜を形成してなる親水性膜コーティング物品及び親水性膜形成用塗布液並びに親水性膜の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a hydrophilic film, a hydrophilic film-coated article, a hydrophilic film-forming coating solution, and a method for producing a hydrophilic film. A hydrophilic film capable of preventing surface contamination or easily removing dirt from the surface, a hydrophilic film-coated article formed with this hydrophilic film, a hydrophilic film-forming coating solution, and The present invention relates to a method for producing a hydrophilic film.
従来より、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を含むコーティング膜は、優れた親水性を示すことから、汚れ防止の目的で物品の表面に形成されてきた。
しかしながら、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）単独では、耐アルカリ性、耐水性に劣るという問題点があり、そこで、この耐アルカリ性及び耐水性を改善することを目的として、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）にマグネシウム、カルシウム、亜鉛、アルミニウム、ジルコニウム等を添加したコーティング膜が提案されてきた。
Conventionally, a coating film containing silicon oxide (SiO 2 ) has been formed on the surface of an article for the purpose of preventing contamination because it exhibits excellent hydrophilicity.
However, silicon oxide (SiO 2 ) alone has a problem that it is inferior in alkali resistance and water resistance. Therefore, in order to improve the alkali resistance and water resistance, magnesium oxide, calcium, and calcium oxide are added to silicon oxide (SiO 2 ). A coating film to which zinc, aluminum, zirconium or the like is added has been proposed.
このようなコーティング膜としては、（Ｌｉ）ａ（Ｎａ）ｂ（Ｋ）ｃ（ＳｉＯｍ）ｘ（ＺｒＯｎ）ｙ・（Ｈ２Ｏ）ｚ（但し、ａ、ｂ、ｃ、ｚは任意の数、ｍ、ｎは１〜４の自然数、ｘ＋ｙ＝１）で表される組成物からなる親水性のコーティング膜が提案されている（特許文献１）。
この組成物は、アルカリ金属及び酸化ケイ素（ＳｉＯ２）に、さらに酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）が含まれているので、優れた耐アルカリ性及び耐水性を示す。
この親水性のコーティング膜を製造する場合、一般にゾルゲル法が用いられている。このゾルゲル法では、コーティング液の調整の容易さ等により有機系溶媒を用いている。
As such a coating film, (Li) a (Na) b (K) c (SiO m ) x (ZrO n ) y · (H 2 O) z (where a, b, c, and z are arbitrary) A hydrophilic coating film made of a composition represented by a number, m, and n is a natural number of 1 to 4 and x + y = 1) has been proposed (Patent Document 1).
Since this composition contains zirconium oxide (ZrO 2 ) in addition to alkali metal and silicon oxide (SiO 2 ), it exhibits excellent alkali resistance and water resistance.
In producing this hydrophilic coating film, a sol-gel method is generally used. In this sol-gel method, an organic solvent is used because of the ease of adjustment of the coating liquid.
一方、親水性を有する塗料やコーティング液としては、有機系樹脂を含む塗料が多数提案されており、例えば、有機系樹脂と、炭酸カリウムジルコニウムとからなる親水性塗料が提案されている（特許文献２）。 On the other hand, many paints containing organic resins have been proposed as hydrophilic paints and coating liquids. For example, hydrophilic paints composed of organic resins and potassium zirconium carbonate have been proposed (Patent Documents). 2).
ところで、近年における環境的配慮等により、有機系溶媒を極力用いない製造方法が求められており、また、経済性等の見地からも水系の塗料やコーティング液が求められている。
しかしながら、水系のコーティング液では、物品への塗布が非常に困難であるという問題点があった。
By the way, due to environmental considerations and the like in recent years, a production method using as little organic solvent as possible is required, and water-based paints and coating liquids are also required from the viewpoint of economy and the like.
However, the aqueous coating liquid has a problem that it is very difficult to apply to an article.
この困難の理由としては、コーティング液中のケイ酸イオンがアルカリ水溶液中で安定であるのに対し、ジルコニウムイオンは酸性水溶液中で安定であるために、これらケイ酸イオンとジルコニウムイオンとを混合すると、即座に沈殿しゲル化し、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）成分と酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）成分とからなる反応物のゲルが生成するためと考えられている。それ故に、物品への塗布を極めて短時間で行う必要があるが、現実的には極めて難しい作業である。 The reason for this difficulty is that the silicate ions in the coating solution are stable in an alkaline aqueous solution, whereas the zirconium ions are stable in an acidic aqueous solution. Therefore, when these silicate ions and zirconium ions are mixed, This is considered to be because it precipitates and gels immediately, and a reaction product gel comprising a silicon oxide (SiO 2 ) component and a zirconium oxide (ZrO 2 ) component is generated. Therefore, it is necessary to apply the product to the article in a very short time, but in reality it is an extremely difficult operation.
一方、親水性を有する塗料やコーティング液では、有機系樹脂を含むことから耐熱性が低下するといわれており、耐熱性を確保する観点から、有機系樹脂を含まない塗料やコーティング液が求められている。 On the other hand, paints and coating liquids having hydrophilic properties are said to decrease heat resistance because they contain organic resins. From the viewpoint of ensuring heat resistance, paints and coating liquids that do not contain organic resins are required. Yes.
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）成分のみならず、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）成分をも安定化することができ、しかも、これら酸化ケイ素（ＳｉＯ２）成分及び酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）成分が同時に存在しても即座に反応して沈殿ゲル化することもなく、容易に膜を形成することが可能な親水性膜と親水性膜コーティング物品及び親水性膜形成用塗布液並びに親水性膜の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and can stabilize not only a silicon oxide (SiO 2 ) component but also a zirconium oxide (ZrO 2 ) component. A hydrophilic film and a hydrophilic film-coated article that can easily form a film without reacting immediately and precipitating and gelling even if the SiO 2 ) component and the zirconium oxide (ZrO 2 ) component are present simultaneously. It is another object of the present invention to provide a coating solution for forming a hydrophilic film and a method for producing a hydrophilic film.
本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、親水性を有する膜の組成を、
（Ｌｉ）ａ（Ｎａ）ｂ（Ｋ）ｃ（ＮＨ４）ｄ（ＣＯ３）ｘ（ＳｉＯ４）ｙ（ＺｒＯ４）ｚ・ｍ（Ｈ２Ｏ） …（式１）
（但し、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ≠０、ｘ≠０、ｙ≠０、ｚ≠０、ｍは任意の数）
とすれば、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）のみならず、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）をも安定化することができ、しかも、親水性を有する膜を容易に得ることができることを知見し、さらに、ケイ酸アルカリを含む水溶液と炭酸ジルコニウムアルカリを含む水溶液とを混合してなるゾル状態の混合液を親水性膜形成用塗布液とすることにより、これら酸化ケイ素（ＳｉＯ２）成分及び酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）成分が同時に存在しても即座に反応して沈殿ゲル化することもなく、容易に膜を形成することが可能であることを知見し、本発明を完成するに至った。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have determined the composition of the hydrophilic film,
(Li) a (Na) b (K) c (NH 4 ) d (CO 3 ) x (SiO 4 ) y (ZrO 4 ) z · m (H 2 O) (Formula 1)
(However, a + b + c + d ≠ 0, x ≠ 0, y ≠ 0, z ≠ 0, m is an arbitrary number)
As a result, it has been found that not only silicon oxide (SiO 2 ) but also zirconium oxide (ZrO 2 ) can be stabilized, and a hydrophilic film can be easily obtained. By using a mixed solution in a sol state obtained by mixing an aqueous solution containing an acid alkali and an aqueous solution containing an alkali zirconium carbonate as a coating solution for forming a hydrophilic film, these silicon oxide (SiO 2 ) component and zirconium oxide (ZrO 2). ) Even if the components exist at the same time, it has been found that it is possible to form a film easily without causing immediate reaction and gelation, and the present invention has been completed.
すなわち、本発明の親水性膜は、
（Ｌｉ）ａ（Ｎａ）ｂ（Ｋ）ｃ（ＮＨ４）ｄ（ＣＯ３）ｘ（ＳｉＯ４）ｙ（ＺｒＯ４）ｚ・ｍ（Ｈ２Ｏ） …（式１）
（但し、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ≠０、ｘ≠０、ｙ≠０、ｚ≠０、ｍは任意の数）
からなることを特徴とする。
That is, the hydrophilic membrane of the present invention is
(Li) a (Na) b (K) c (NH 4 ) d (CO 3 ) x (SiO 4 ) y (ZrO 4 ) z · m (H 2 O) (Formula 1)
(However, a + b + c + d ≠ 0, x ≠ 0, y ≠ 0, z ≠ 0, m is an arbitrary number)
It is characterized by comprising.
本発明の親水性膜コーティング物品は、物品の表面に、本発明の親水性膜が形成されてなることを特徴とする。 The hydrophilic film-coated article of the present invention is characterized in that the hydrophilic film of the present invention is formed on the surface of the article.
本発明の親水性膜形成用塗布液は、（Ｌｉ）ａ（Ｎａ）ｂ（Ｋ）ｃ（ＮＨ４）ｄ（ＣＯ３）ｘ（ＳｉＯ４）ｙ（ＺｒＯ４）ｚ・ｍ（Ｈ２Ｏ） …（式１）
（但し、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ≠０、ｘ≠０、ｙ≠０、ｚ≠０、ｍは任意の数）
からなる親水性膜を形成するための塗布液であって、ケイ酸アルカリを含む水溶液と炭酸ジルコニウムアルカリを含む水溶液とを混合してなるゾル状態の混合液であることを特徴とする。
The coating liquid for forming a hydrophilic film of the present invention comprises: (Li) a (Na) b (K) c (NH 4 ) d (CO 3 ) x (SiO 4 ) y (ZrO 4 ) z · m (H 2 O ... (Formula 1)
(However, a + b + c + d ≠ 0, x ≠ 0, y ≠ 0, z ≠ 0, m is an arbitrary number)
It is a coating liquid for forming a hydrophilic film made of the above, and is characterized in that it is a sol-state mixed liquid obtained by mixing an aqueous solution containing an alkali silicate and an aqueous solution containing an alkali zirconium carbonate.
前記ケイ酸アルカリは、ケイ酸リチウム、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、ケイ酸アンモニウムの群から選択される１種または２種以上であることが好ましい。
前記炭酸ジルコニウムアルカリは、炭酸ジルコニウムリチウム、炭酸ジルコニウムナトリウム、炭酸ジルコニウムカリウム、炭酸ジルコニウムアンモニウムの群から選択される１種または２種以上であることが好ましい。
前記混合液の酸化物換算した場合の酸化ケイ素（ＳｉＯ２）と酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）との質量比（ＳｉＯ２：ＺｒＯ２）は、２０：１〜４：１の範囲であることが好ましい。
The alkali silicate is preferably one or more selected from the group consisting of lithium silicate, sodium silicate, potassium silicate, and ammonium silicate.
The zirconium carbonate alkali is preferably one or more selected from the group consisting of lithium zirconium carbonate, sodium zirconium carbonate, potassium zirconium carbonate, and ammonium zirconium carbonate.
The mass ratio (SiO 2 : ZrO 2 ) between silicon oxide (SiO 2 ) and zirconium oxide (ZrO 2 ) in terms of oxide of the mixed solution is preferably in the range of 20: 1 to 4: 1. .
本発明の親水性膜の製造方法は、ケイ酸アルカリを含む水溶液と炭酸ジルコニウムアルカリを含む水溶液とを混合してゾル状態の混合液からなる親水性膜形成用塗布液とし、次いで、この親水性膜形成用塗布液を塗布して塗膜とし、この塗膜を硬化せしめ、
（Ｌｉ）ａ（Ｎａ）ｂ（Ｋ）ｃ（ＮＨ４）ｄ（ＣＯ３）ｘ（ＳｉＯ４）ｙ（ＺｒＯ４）ｚ・ｍ（Ｈ２Ｏ） …（式１）
（但し、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ≠０、ｘ≠０、ｙ≠０、ｚ≠０、ｍは任意の数）
からなる親水性膜とすることを特徴とする。
In the method for producing a hydrophilic film of the present invention, an aqueous solution containing an alkali silicate and an aqueous solution containing an alkali zirconium carbonate are mixed to form a hydrophilic film-forming coating solution comprising a mixed solution in a sol state. Apply a film-forming coating solution to make a coating film, and cure this coating film.
(Li) a (Na) b (K) c (NH 4 ) d (CO 3 ) x (SiO 4 ) y (ZrO 4 ) z · m (H 2 O) (Formula 1)
(However, a + b + c + d ≠ 0, x ≠ 0, y ≠ 0, z ≠ 0, m is an arbitrary number)
It is characterized by setting it as the hydrophilic film | membrane consisting of.
本発明の親水性膜によれば、（Ｌｉ）ａ（Ｎａ）ｂ（Ｋ）ｃ（ＮＨ４）ｄ（ＣＯ３）ｘ（ＳｉＯ４）ｙ（ＺｒＯ４）ｚ・ｍ（Ｈ２Ｏ） …（式１）
（但し、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ≠０、ｘ≠０、ｙ≠０、ｚ≠０、ｍは任意の数）
からなることとしたので、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）のみならず、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）をも安定化することができ、安定した親水性を有する膜を容易に得ることができる。したがって、安定した親水性膜を容易に提供することができる。
According to the hydrophilic film of the present invention, (Li) a (Na) b (K) c (NH 4 ) d (CO 3 ) x (SiO 4 ) y (ZrO 4 ) z · m (H 2 O) (Formula 1)
(However, a + b + c + d ≠ 0, x ≠ 0, y ≠ 0, z ≠ 0, m is an arbitrary number)
Therefore, not only silicon oxide (SiO 2 ) but also zirconium oxide (ZrO 2 ) can be stabilized, and a stable hydrophilic film can be easily obtained. Therefore, a stable hydrophilic film can be easily provided.
本発明の親水性膜コーティング物品によれば、物品の表面に、本発明の親水性膜を形成したので、安定した親水性膜を備えた親水性膜コーティング物品を容易に提供することができる。 According to the hydrophilic film coated article of the present invention, since the hydrophilic film of the present invention is formed on the surface of the article, a hydrophilic film coated article having a stable hydrophilic film can be easily provided.
本発明の親水性膜形成用塗布液によれば、ケイ酸アルカリを含む水溶液と炭酸ジルコニウムアルカリを含む水溶液とを混合してなるゾル状態の混合液としたので、これら酸化ケイ素（ＳｉＯ２）成分であるケイ酸アルカリ及び酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）成分である炭酸ジルコニウムアルカリが同時に存在しても、即座に反応して沈殿ゲル化することもなく、この状態を維持し続けることができる。したがって、この親水性膜形成用塗布液を用いることにより、容易に塗膜を形成することができる。 According to the coating liquid for forming a hydrophilic film of the present invention, since it is a mixed solution in a sol state formed by mixing an aqueous solution containing an alkali silicate and an aqueous solution containing an alkali zirconium carbonate, these silicon oxide (SiO 2 ) components Even if an alkali silicate and a zirconium oxide alkali (ZrO 2 ) component are simultaneously present, this state can be maintained without causing immediate reaction and precipitation gelation. Therefore, a coating film can be easily formed by using this hydrophilic film forming coating solution.
本発明の親水性膜の製造方法によれば、ケイ酸アルカリを含む水溶液と炭酸ジルコニウムアルカリを含む水溶液とを混合してゾル状態の混合液からなる親水性膜形成用塗布液とし、次いで、この親水性膜形成用塗布液を塗布して塗膜とし、この塗膜を硬化せしめ、
（Ｌｉ）ａ（Ｎａ）ｂ（Ｋ）ｃ（ＮＨ４）ｄ（ＣＯ３）ｘ（ＳｉＯ４）ｙ（ＺｒＯ４）ｚ・ｍ（Ｈ２Ｏ） …（式１）
（但し、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ≠０、ｘ≠０、ｙ≠０、ｚ≠０、ｍは任意の数）
からなる親水性膜とするので、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）のみならず、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）をも安定化することができる親水性膜を容易に得ることができる。
According to the method for producing a hydrophilic film of the present invention, an aqueous solution containing an alkali silicate and an aqueous solution containing an alkali zirconium carbonate are mixed to obtain a coating solution for forming a hydrophilic film comprising a mixed solution in a sol state. Apply a hydrophilic film-forming coating solution to form a coating film, and then cure this coating film.
(Li) a (Na) b (K) c (NH 4 ) d (CO 3 ) x (SiO 4 ) y (ZrO 4 ) z · m (H 2 O) (Formula 1)
(However, a + b + c + d ≠ 0, x ≠ 0, y ≠ 0, z ≠ 0, m is an arbitrary number)
Thus, a hydrophilic film capable of stabilizing not only silicon oxide (SiO 2 ) but also zirconium oxide (ZrO 2 ) can be easily obtained.
本発明の親水性膜と親水性膜コーティング物品及び親水性膜形成用塗布液並びに親水性膜の製造方法を実施するための形態について説明する。
なお、以下の実施の形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
The form for implementing the manufacturing method of the hydrophilic film | membrane and hydrophilic film | membrane coated article of this invention, the coating liquid for hydrophilic film | membrane formation, and a hydrophilic film | membrane is demonstrated.
The following embodiments are specifically described for better understanding of the gist of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified.
［親水性膜］
本実施形態の親水性膜は、（Ｌｉ）ａ（Ｎａ）ｂ（Ｋ）ｃ（ＮＨ４）ｄ（ＣＯ３）ｘ（ＳｉＯ４）ｙ（ＺｒＯ４）ｚ・ｍ（Ｈ２Ｏ） …（式１）
（但し、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ≠０、ｘ≠０、ｙ≠０、ｚ≠０、ｍは任意の数）
からなる膜である。
[Hydrophilic membrane]
The hydrophilic film of this embodiment is (Li) a (Na) b (K) c (NH 4 ) d (CO 3 ) x (SiO 4 ) y (ZrO 4 ) z · m (H 2 O) ( Formula 1)
(However, a + b + c + d ≠ 0, x ≠ 0, y ≠ 0, z ≠ 0, m is an arbitrary number)
It is the film | membrane which consists of.
この親水性膜を物品の表面に形成することにより、本実施形態の親水性膜コーティング物品が容易に得られる。 By forming this hydrophilic film on the surface of the article, the hydrophilic film-coated article of the present embodiment can be easily obtained.
［親水性膜の製造方法］
次に、この親水性膜の製造方法について、この親水性膜を物品の表面に形成した親水性膜コーティング物品を例に取り説明する。
この親水性膜を物品の表面に形成するに際して、まず、親水性膜形成用塗布液を作製する。
この親水性膜形成用塗布液は、（Ｌｉ）ａ（Ｎａ）ｂ（Ｋ）ｃ（ＮＨ４）ｄ（ＣＯ３）ｘ（ＳｉＯ４）ｙ（ＺｒＯ４）ｚ・ｍ（Ｈ２Ｏ） …（式１）
（但し、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ≠０、ｘ≠０、ｙ≠０、ｚ≠０、ｍは任意の数）
からなる親水性膜を形成するための塗布液であり、具体的には、ケイ酸アルカリを含む水溶液と炭酸ジルコニウムアルカリを含む水溶液とを混合してなるゾル状態の混合液である。この混合液は、耐熱性の観点から樹脂を含まないことが好ましい。
[Method for producing hydrophilic film]
Next, the method for producing the hydrophilic film will be described by taking a hydrophilic film coated article in which the hydrophilic film is formed on the surface of the article as an example.
In forming the hydrophilic film on the surface of the article, first, a hydrophilic film-forming coating solution is prepared.
This coating solution for forming a hydrophilic film is composed of (Li) a (Na) b (K) c (NH 4 ) d (CO 3 ) x (SiO 4 ) y (ZrO 4 ) z · m (H 2 O) (Formula 1)
(However, a + b + c + d ≠ 0, x ≠ 0, y ≠ 0, z ≠ 0, m is an arbitrary number)
Specifically, it is a coating solution for forming a hydrophilic film comprising, and specifically, a sol-state mixed solution obtained by mixing an aqueous solution containing an alkali silicate and an aqueous solution containing an alkali zirconium carbonate. This mixed solution preferably contains no resin from the viewpoint of heat resistance.
ケイ酸アルカリとしては、ケイ酸リチウム、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、ケイ酸アンモニウムの群から選択される１種または２種以上であることが好ましい。
ここで、より高い親水性が求められる場合には、ケイ酸アルカリ中のアルカリイオン比率を多くし、一方、耐水性が求められる場合には、ケイ酸アルカリ中のケイ酸比率を多くするのが好ましい。
The alkali silicate is preferably one or more selected from the group consisting of lithium silicate, sodium silicate, potassium silicate, and ammonium silicate.
Here, when higher hydrophilicity is required, the ratio of alkali ions in the alkali silicate is increased. On the other hand, when water resistance is required, the ratio of silicic acid in the alkali silicate is increased. preferable.
炭酸ジルコニウムアルカリとしては、炭酸ジルコニウムリチウム、炭酸ジルコニウムナトリウム、炭酸ジルコニウムカリウム、炭酸ジルコニウムアンモニウムの群から選択される１種または２種以上であることが好ましい。この炭酸ジルコニウムアルカリは、市販品として、炭酸ジルコニウムカリウム、炭酸ジルコニウムアンモニウムがあり、これらは容易に入手することができるので、好ましい。 The zirconium carbonate alkali is preferably one or more selected from the group consisting of lithium zirconium carbonate, sodium zirconium carbonate, potassium zirconium carbonate, and ammonium zirconium carbonate. As the zirconium carbonate alkali, there are commercially available products such as potassium zirconium carbonate and ammonium zirconium carbonate, which are preferable because they can be easily obtained.
この親水性膜形成用塗布液の酸化物換算した場合の酸化ケイ素（ＳｉＯ２）と酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）との質量比（ＳｉＯ２：ＺｒＯ２）は、２０：１〜４：１の範囲であることが好ましい。
ここで、この親水性膜形成用塗布液における質量比（ＳｉＯ２：ＺｒＯ２）を２０：１〜４：１の範囲とした理由は、この範囲がケイ酸アルカリと炭酸ジルコニウムアルカリとが互いに反応せずに安定して存在することのできる範囲だからである。炭酸ジルコニウムアルカリの割合が上記範囲より大きくなると、数分の間に沈澱ゲル化し易くなり、塗布作業に支障が生じることとなり、一方、炭酸ジルコニウムアルカリの割合が上記範囲より小さくなると、沈澱ゲル化し難くなるので塗布作業に支障は生じないものの、得られた塗膜の耐水性が低下するので、好ましくない。
The mass ratio (SiO 2 : ZrO 2 ) of silicon oxide (SiO 2 ) and zirconium oxide (ZrO 2 ) in the oxide conversion of this coating solution for forming a hydrophilic film is in the range of 20: 1 to 4: 1. It is preferable that
Here, the reason why the mass ratio (SiO 2 : ZrO 2 ) in the coating solution for forming a hydrophilic film is in the range of 20: 1 to 4: 1 is that the alkali silicate and the alkali zirconium carbonate react with each other. It is because it is a range where it can exist stably without. When the proportion of the alkali zirconium carbonate is larger than the above range, the gelation tends to occur within a few minutes, and the coating operation is hindered. On the other hand, when the proportion of the alkali zirconium carbonate is smaller than the above range, the precipitation gelation is difficult. Therefore, the coating operation is not hindered, but the water resistance of the obtained coating film is lowered, which is not preferable.
この親水性膜形成用塗布液では、ジルコニウムの炭酸化合物を導入することにより、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）成分のみならず、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）成分をもアルカリ性水溶液中にて安定化させることができる。さらに、ケイ酸アルカリと炭酸ジルコニウムアルカリとが同時に存在した状態であっても、これらが即座に反応して沈殿ゲル化することはなく、ゾル状態を維持し続けることが可能である。これにより、この親水性膜形成用塗布液を用いた塗布作業は、十分な時間的余裕をもって実施することができる。 In this hydrophilic film forming coating solution, by introducing a carbonic acid compound of zirconium, not only the silicon oxide (SiO 2 ) component but also the zirconium oxide (ZrO 2 ) component can be stabilized in an alkaline aqueous solution. it can. Furthermore, even in the state where alkali silicate and zirconium carbonate alkali exist at the same time, they do not react immediately and precipitate and gel, and the sol state can be maintained. Thereby, the application | coating operation | work using this coating liquid for hydrophilic film formation can be implemented with sufficient time margin.
この親水性膜形成用塗布液中におけるジルコニウムの炭酸化合物の作用メカニズムは明確ではないが、ジルコニウムの炭酸化合物では、ジルコニウムイオンに炭酸イオンが吸着してアルカリ性の塗布液中でも安定な錯体を形成し、さらに、その炭酸イオンはジルコニウムイオンとケイ酸イオンとの化学反応を遅らせるクッション的な役割を有すると考えられる。 The mechanism of action of the zirconium carbonate compound in this hydrophilic film-forming coating solution is not clear, but in the zirconium carbonate compound, carbonate ions adsorb to the zirconium ions to form a stable complex even in the alkaline coating solution. Furthermore, the carbonate ions are thought to have a cushioning role that delays the chemical reaction between zirconium ions and silicate ions.
この親水性膜形成用塗布液は、特性が変わらない範囲で、必要に応じて界面活性剤等を少量添加してもよい。 In the hydrophilic film-forming coating solution, a small amount of a surfactant or the like may be added as necessary as long as the characteristics do not change.
次いで、この親水性膜形成用塗布液を物品の表面に塗布して塗膜とする。
ここで、物品を構成する基材としては、上記の親水性膜形成用塗布液を塗布することが可能で、しかも加熱可能な金属材料や無機材料が好適である。
金属材料としては、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、表面に各種金属めっき処理を行ったもの等が挙げられる。
また、無機材料としては、アルミナ板、安定化ジルコニア板、ガラス板等のセラミックスが挙げられる。
Next, this hydrophilic film forming coating solution is applied to the surface of the article to form a coating film.
Here, as the base material constituting the article, a metal material or an inorganic material that can be applied with the hydrophilic film-forming coating solution and can be heated is preferable.
Examples of the metal material include stainless steel, aluminum, an aluminum alloy, and those obtained by performing various metal plating processes on the surface.
Examples of the inorganic material include ceramics such as an alumina plate, a stabilized zirconia plate, and a glass plate.
なお、物品としては、その使用用途において汚れを落とし易くする要求があるすべてのものが対象となる。
この物品の表面は、塗布前に予めアセトン、アルコール類、水等を用いて清浄にしておくことが、塗膜の密着性の観点から好ましい。
この親水性膜形成用塗布液の塗布法としては、特に制限はなく、スプレーによる塗布、はけ塗り、拭き塗り、ディップ等が適用可能である。
In addition, as articles | goods, the thing which has a request | requirement which makes it easy to remove dirt in the use use becomes object.
The surface of this article is preferably cleaned in advance with acetone, alcohols, water or the like before coating from the viewpoint of the adhesion of the coating film.
There is no restriction | limiting in particular as the application | coating method of this coating liquid for hydrophilic film formation, Application | coating by spraying, brushing, wiping, a dip, etc. are applicable.
次いで、この塗膜を室温（２５℃）放置、電気炉や赤外線による加熱、あるいは紫外線等の照射、により硬化せしめる。
加熱硬化の場合、加熱温度は、８０℃以上かつ５００℃以下が好ましい。
また、加熱時間は、塗膜が硬化するのに十分な時間であればよく、例えば、１秒以上かつ１時間以下である。
Next, this coating film is cured by being left at room temperature (25 ° C.), heated by an electric furnace or infrared rays, or irradiated with ultraviolet rays or the like.
In the case of heat curing, the heating temperature is preferably 80 ° C. or higher and 500 ° C. or lower.
Moreover, the heating time should just be sufficient time for a coating film to harden | cure, for example, is 1 second or more and 1 hour or less.
このようにして、物品の表面に、（Ｌｉ）ａ（Ｎａ）ｂ（Ｋ）ｃ（ＮＨ４）ｄ（ＣＯ３）ｘ（ＳｉＯ４）ｙ（ＺｒＯ４）ｚ・ｍ（Ｈ２Ｏ） …（式１）
（但し、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ≠０、ｘ≠０、ｙ≠０、ｚ≠０、ｍは任意の数）
からなる親水性膜が形成された親水性膜コーティング物品を得ることができる。
Thus, (Li) a (Na) b (K) c (NH 4 ) d (CO 3 ) x (SiO 4 ) y (ZrO 4 ) z · m (H 2 O) (Formula 1)
(However, a + b + c + d ≠ 0, x ≠ 0, y ≠ 0, z ≠ 0, m is an arbitrary number)
Thus, a hydrophilic film-coated article having a hydrophilic film formed of can be obtained.
以上説明したように、本実施形態の親水性膜によれば、（Ｌｉ）ａ（Ｎａ）ｂ（Ｋ）ｃ（ＮＨ４）ｄ（ＣＯ３）ｘ（ＳｉＯ４）ｙ（ＺｒＯ４）ｚ・ｍ（Ｈ２Ｏ） …（式１）
（但し、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ≠０、ｘ≠０、ｙ≠０、ｚ≠０、ｍは任意の数）
からなることとしたので、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）のみならず、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）をも安定化した親水性膜を容易に得ることができる。したがって、安定した親水性膜を容易に提供することができる。
As described above, according to the hydrophilic film of the present embodiment, (Li) a (Na) b (K) c (NH 4 ) d (CO 3 ) x (SiO 4 ) y (ZrO 4 ) z. m (H 2 O) (Formula 1)
(However, a + b + c + d ≠ 0, x ≠ 0, y ≠ 0, z ≠ 0, m is an arbitrary number)
Therefore, a hydrophilic film in which not only silicon oxide (SiO 2 ) but also zirconium oxide (ZrO 2 ) is stabilized can be easily obtained. Therefore, a stable hydrophilic film can be easily provided.
本実施形態の親水性膜コーティング物品によれば、物品の表面に、本実施形態の親水性膜形成用塗布液を塗布して親水性膜を形成したので、安定した親水性膜を備えた親水性膜コーティング物品を容易に提供することができる。 According to the hydrophilic film-coated article of the present embodiment, the hydrophilic film is formed on the surface of the article by applying the hydrophilic film-forming coating solution of the present embodiment, so that the hydrophilic film having a stable hydrophilic film is formed. The film-coated article can be easily provided.
本実施形態の親水性膜形成用塗布液によれば、ケイ酸アルカリを含む水溶液と炭酸ジルコニウムアルカリを含む水溶液とを混合してなるゾル状態の混合液としたので、これら酸化ケイ素（ＳｉＯ２）成分であるケイ酸アルカリ及び酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）成分である炭酸ジルコニウムアルカリが同時に存在しても、即座に反応して沈殿ゲル化することもなく、この状態を維持し続けることができる。したがって、この親水性膜形成用塗布液を用いることにより、容易に塗膜を形成することができる。 According to the coating solution for forming a hydrophilic film of the present embodiment, since it is a mixed solution in a sol state in which an aqueous solution containing alkali silicate and an aqueous solution containing zirconium carbonate alkali are mixed, these silicon oxides (SiO 2 ) Even if alkali silicate as a component and zirconium carbonate alkali as a zirconium oxide (ZrO 2 ) component are present at the same time, this state can be maintained without causing immediate reaction and precipitation gelation. Therefore, a coating film can be easily formed by using this hydrophilic film forming coating solution.
本実施形態の親水性膜の製造方法によれば、ケイ酸アルカリを含む水溶液と炭酸ジルコニウムアルカリを含む水溶液とを混合してゾル状態の混合液からなる親水性膜形成用塗布液とし、次いで、この親水性膜形成用塗布液を塗布して塗膜とし、この塗膜を硬化せしめるので、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）のみならず、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）をも安定化することができる親水性膜を容易に得ることができる。
また、この親水性膜を物品の表面に形成することにより、安定した親水性膜を備えた親水性膜コーティング物品を容易に提供することができる。
According to the method for producing a hydrophilic film of the present embodiment, an aqueous solution containing an alkali silicate and an aqueous solution containing an alkali zirconium carbonate are mixed to form a coating solution for forming a hydrophilic film made of a sol-state mixed solution, Since this hydrophilic film forming coating solution is applied to form a coating film and the coating film is cured, hydrophilicity can stabilize not only silicon oxide (SiO 2 ) but also zirconium oxide (ZrO 2 ). A film can be easily obtained.
Moreover, by forming this hydrophilic film on the surface of the article, a hydrophilic film-coated article provided with a stable hydrophilic film can be easily provided.
以上説明したように、本実施形態によれば、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）のみならず、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）をも安定化することができ、安定した親水性を有する膜を容易に形成し、提供することができる。また、物品の表面に、本発明の親水性膜を形成することにより、安定した親水性膜を備えた親水性膜コーティング物品を容易に提供することができる。したがって、本実施形態は、親水性膜と親水性膜コーティング物品、及び親水性膜を形成するための親水性膜形成用塗布液並びに親水性膜の製造方法を、提供することができる。 As described above, according to this embodiment, not only silicon oxide (SiO 2 ) but also zirconium oxide (ZrO 2 ) can be stabilized, and a stable hydrophilic film can be easily formed. Can be offered. Further, by forming the hydrophilic film of the present invention on the surface of the article, a hydrophilic film-coated article provided with a stable hydrophilic film can be easily provided. Therefore, this embodiment can provide a hydrophilic film, a hydrophilic film-coated article, a hydrophilic film-forming coating solution for forming the hydrophilic film, and a method for producing the hydrophilic film.
以下、実施例および比較例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention further more concretely, this invention is not limited to a following example.
「実施例１」
アルミ板の曲げ加工部分の汚れが目立ち易いことから、この曲げ加工部分へのコーティング処理を行った。
まず、アルミ板の曲げ加工部分を洗剤にて洗浄し、脱脂した。
一方、酸化物換算値で酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を８質量％及び酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）を２質量％含むケイ酸ナトリウム水溶液、及び、酸化物換算値で酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）を２質量％、酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）を１．５質量％及び二酸化炭素（ＣＯ２）を１．４質量％含む炭酸ジルコニウムカリウム{Ｋ２（Ｚｒ（ＯＨ）２（ＣＯ３）２}水溶液を調製し、これらケイ酸ナトリウム水溶液及び炭酸ジルコニウムカリウム水溶液を１：１で混合して調整し、この混合液を実施例１の親水性膜形成用塗布液とした。
"Example 1"
Since the stain on the bent portion of the aluminum plate is easily noticeable, the bent portion was coated.
First, the bent part of the aluminum plate was washed with a detergent and degreased.
On the other hand, an aqueous solution of sodium silicate containing 8% by mass of silicon oxide (SiO 2 ) and 2 % by mass of sodium oxide (Na 2 O) in terms of oxide, and 2 of zirconium oxide (ZrO 2 ) in terms of oxide An aqueous solution of potassium potassium carbonate {K 2 (Zr (OH) 2 (CO 3 ) 2 } containing 1.5% by mass, potassium oxide (K 2 O) 1.5% by mass, and carbon dioxide (CO 2 ) 1.4% by mass. The aqueous sodium silicate solution and the potassium zirconium carbonate aqueous solution were prepared and mixed at a ratio of 1: 1, and this mixed solution was used as a hydrophilic film-forming coating solution of Example 1.
この親水性膜形成用塗布液を調製した後、直ちに、この親水性膜形成用塗布液をスポンジにしみ込ませ、それをアルミ板の曲げ加工部分に塗布し、次いで、大気中、２０℃の雰囲気下で放置して自然乾燥し、塗膜とした。
一方、上記の親水性膜形成用塗布液から１ｇ分取し、大気中、２０℃の雰囲気下で自然放置したところ、１時間でゲル化した。
Immediately after preparing this hydrophilic film-forming coating solution, this hydrophilic film-forming coating solution is soaked in a sponge, applied to the bent portion of the aluminum plate, and then in the atmosphere at 20 ° C. The film was left to stand and dried naturally to form a coating film.
On the other hand, 1 g was taken from the above-mentioned hydrophilic film-forming coating solution and allowed to stand naturally in the atmosphere at 20 ° C., and gelled in 1 hour.
次いで、ヒートガンを用いて、この塗膜を２５０℃にて１分間加熱し、アルミ板の曲げ加工部分の表面に、厚み０．２μｍの（Ｎａ）４（Ｋ）２（ＣＯ３）３（ＳｉＯ４）１６（ＺｒＯ４）２・１０（Ｈ２Ｏ）からなるコーティング膜を形成した。 Next, this coating film was heated at 250 ° C. for 1 minute using a heat gun, and a 0.2 μm thick (Na) 4 (K) 2 (CO 3 ) 3 (SiO 2 ) was formed on the surface of the bent portion of the aluminum plate. 4 ) A coating film made of 16 (ZrO 4 ) 2 · 10 (H 2 O) was formed.
次いで、このコーティング膜の接触角を日本工業規格ＪＩＳ Ｒ ３２５７「水接触角の測定法」に基づき測定したところ、接触角は１０°であった。一方、アルミ板の曲げ加工部分それ自体の接触角を上記と同様にして測定したところ、接触角は７０°であった。これにより、コーティング膜が形成されたアルミ板の曲げ加工部分は、コーティング膜が形成されていないものと比較して高い親水性を有していることが分かった。 Subsequently, when the contact angle of this coating film was measured based on Japanese Industrial Standard JIS R 3257 “Measurement Method of Water Contact Angle”, the contact angle was 10 °. On the other hand, when the contact angle of the bent portion of the aluminum plate itself was measured in the same manner as described above, the contact angle was 70 °. Thereby, it turned out that the bending process part of the aluminum plate in which the coating film was formed has high hydrophilicity compared with the thing in which the coating film is not formed.
「実施例２」
ステンレス鋼の溶接部分に汚れが溜まり易いことから、この溶接部分へのコーティング処理を行った。
まず、ステンレス鋼の溶接部分を１００番の研磨紙を用いて研磨することにより、この溶接部分に所定の模様を形成し、その後、脱脂洗浄した。
一方、酸化物換算値で酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を９質量％及び酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）を１質量％含むケイ酸リチウム水溶液、及び、酸化物換算値で酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）を１質量％、アンモニア（ＮＨ３）を０．２８質量％及び二酸化炭素（ＣＯ２）を０．７２質量％含む炭酸ジルコニウムアンモニウム{（ＮＨ４）２（Ｚｒ（ＯＨ）２（ＣＯ３）２}水溶液を調製し、これらケイ酸リチウム水溶液及び炭酸ジルコニウムアンモニウム水溶液を１：１で混合して調整し、この混合液を実施例２の親水性膜形成用塗布液とした。
"Example 2"
Since the stainless steel welded portion easily collects dirt, the welded portion was coated.
First, a welded portion of stainless steel was polished with No. 100 polishing paper to form a predetermined pattern on the welded portion, and then degreased and washed.
On the other hand, an aqueous solution of lithium silicate containing 9% by mass of silicon oxide (SiO 2 ) and 1% by mass of lithium oxide (Li 2 O) in terms of oxide, and 1 of zirconium oxide (ZrO 2 ) in terms of oxide An aqueous solution of ammonium zirconium carbonate {(NH 4 ) 2 (Zr (OH) 2 (CO 3 ) 2 } containing 0.2% by mass of ammonia, NH 3 ) and 0.72% by mass of carbon dioxide (CO 2 ) The aqueous lithium silicate solution and the aqueous zirconium carbonate solution were mixed at 1: 1 to prepare a hydrophilic film-forming coating solution of Example 2.
この親水性膜形成用塗布液を調製した後、直ちに、この親水性膜形成用塗布液を筆にしみ込ませ、それをステンレス鋼の溶接部分に塗布し、次いで、大気中、２０℃の雰囲気下で放置して自然乾燥し、塗膜とした。
一方、上記の親水性膜形成用塗布液から１ｇ分取し、大気中、２０℃の雰囲気下で自然放置したところ、２時間でゲル化した。
Immediately after preparing this hydrophilic film-forming coating solution, the hydrophilic film-forming coating solution is soaked in a brush, applied to the welded portion of stainless steel, and then in the atmosphere at 20 ° C. The film was left to dry naturally and used as a coating film.
On the other hand, 1 g was taken from the above-mentioned hydrophilic film-forming coating solution and allowed to stand naturally in the atmosphere at 20 ° C., and gelled in 2 hours.
次いで、トーチバーナーの炎を用いて、この塗膜を４５０℃にて０．１分間加熱し、ステンレス鋼の溶接部分の表面に、厚み０．５μｍの（Ｌｉ）４（ＮＨ４）２（ＣＯ３）１．５（ＳｉＯ４）１８（ＺｒＯ４）・１２（Ｈ２Ｏ）からなるコーティング膜を形成した。 Next, this coating film was heated at 450 ° C. for 0.1 minute using a flame of a torch burner, and 0.5 μm thick (Li) 4 (NH 4 ) 2 (CO 3 ) A coating film made of 1.5 (SiO 4 ) 18 (ZrO 4 ) · 12 (H 2 O) was formed.
次いで、このコーティング膜の接触角を実施例１と同様にして測定したところ、接触角は５°であった。一方、ステンレス鋼の溶接部分それ自体の接触角を上記と同様にして測定したところ、接触角は８０°であった。これにより、コーティング膜が形成されたステンレス鋼の溶接部分は、コーティング膜が形成されていないものと比較して高い親水性を有していることが分かった。 Next, when the contact angle of this coating film was measured in the same manner as in Example 1, the contact angle was 5 °. On the other hand, when the contact angle of the welded portion of stainless steel itself was measured in the same manner as described above, the contact angle was 80 °. Thereby, it turned out that the welding part of the stainless steel in which the coating film was formed has high hydrophilicity compared with the thing in which the coating film is not formed.
「実施例３」
ステンレス鋼の絞り形成部分は、表面に凹凸が形成されているために汚れが溜まり易いことから、この絞り形成部分へのコーティング処理を行った。
まず、ステンレス鋼の絞り形成部分を脱脂洗浄した。
一方、酸化物換算値で酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を１８質量％、酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）を１質量％及び酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）を１質量％含むケイ酸ナトリウムリチウム水溶液を調製した。
"Example 3"
Since the squeezed portion of the stainless steel has irregularities formed on the surface, dirt is likely to accumulate, and thus the squeezed portion was coated.
First, the stainless steel drawing portion was degreased and cleaned.
Meanwhile, an aqueous sodium lithium silicate solution containing 18% by mass of silicon oxide (SiO 2 ), 1% by mass of sodium oxide (Na 2 O) and 1% by mass of lithium oxide (Li 2 O) in terms of oxide was prepared. .
また、酸化物換算値で酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）を１質量％、酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）を０．３８質量％、アンモニア（ＮＨ３）を０．１４質量％及び二酸化炭素（ＣＯ２）を０．７１質量％含む炭酸ジルコニウムカリウム水溶液と、酸化物換算値で酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）を１質量％、アンモニア（ＮＨ３）を０．２８質量％及び二酸化炭素（ＣＯ２）を０．７２質量％含む炭酸ジルコニウムアンモニウム水溶液とを１：１で混合し、炭酸ジルコニウムカリウムアンモニウム水溶液を調製した。
次いで、これらケイ酸ナトリウムリチウム水溶液及び炭酸ジルコニウムカリウムアンモニウム水溶液を１：１で混合して調整し、この混合液を実施例３の親水性膜形成用塗布液とした。
Further, zirconium oxide (ZrO 2 ) is 1% by mass in terms of oxide, potassium oxide (K 2 O) is 0.38% by mass, ammonia (NH 3 ) is 0.14% by mass, and carbon dioxide (CO 2 ). Zirconium carbonate aqueous solution containing 0.71% by mass of zirconium, 1% by mass of zirconium oxide (ZrO 2 ), 0.28% by mass of ammonia (NH 3 ), and 0.2% by mass of carbon dioxide (CO 2 ) in terms of oxides. A zirconium ammonium carbonate aqueous solution containing 72% by mass was mixed at a ratio of 1: 1 to prepare a potassium potassium carbonate ammonium aqueous solution.
Subsequently, these lithium sodium silicate aqueous solution and zirconium potassium ammonium carbonate aqueous solution were mixed and adjusted at 1: 1, and this mixed solution was used as a coating solution for forming a hydrophilic film of Example 3.
この親水性膜形成用塗布液を調製した後、直ちに、この親水性膜形成用塗布液をスプレーガンを用いてステンレス鋼の絞り形成部分に塗布し、次いで、大気中、２０℃の雰囲気下で放置して自然乾燥し、塗膜とした。
一方、上記の親水性膜形成用塗布液から１ｇ分取し、大気中、２０℃の雰囲気下で自然放置したところ、１０時間でゲル化した。
Immediately after preparing this hydrophilic film-forming coating solution, this hydrophilic film-forming coating solution is applied to the stainless steel drawing portion using a spray gun, and then in the atmosphere at 20 ° C. The film was left to dry naturally to form a coating film.
On the other hand, 1 g was taken from the above-mentioned hydrophilic film-forming coating solution and allowed to stand naturally in the atmosphere at 20 ° C., and gelled in 10 hours.
次いで、ハロゲンヒーターを用いて、この塗膜を２５０℃にて２分間加熱し、ステンレス鋼の絞り形成部分の表面に、厚み０．１μｍの（Ｌｉ）４（Ｎａ）２（Ｋ）０．２５（ＮＨ４）（ＣＯ３）（ＳｉＯ４）３５（ＺｒＯ４）・３０（Ｈ２Ｏ）からなるコーティング膜を形成した。 Next, this coating film was heated at 250 ° C. for 2 minutes using a halogen heater, and (Li) 4 (Na) 2 (K) 0.25 having a thickness of 0.1 μm was formed on the surface of the stainless steel drawing portion. A coating film made of (NH 4 ) (CO 3 ) (SiO 4 ) 35 (ZrO 4 ) .30 (H 2 O) was formed.
次いで、このコーティング膜の接触角を実施例１と同様にして測定したところ、接触角は３°であった。一方、ステンレス鋼の絞り形成部分それ自体の接触角を上記と同様にして測定したところ、接触角は７０°であった。これにより、コーティング膜が形成されたステンレス鋼の絞り形成部分は、コーティング膜が形成されていないものと比較して高い親水性を有していることが分かった。 Next, when the contact angle of this coating film was measured in the same manner as in Example 1, the contact angle was 3 °. On the other hand, when the contact angle of the stainless steel drawn portion itself was measured in the same manner as described above, the contact angle was 70 °. Thereby, it turned out that the drawing formation part of the stainless steel in which the coating film was formed has high hydrophilicity compared with the thing in which the coating film is not formed.
「実施例４」
石材表面には微細な凸凹があり、ここに汚れが溜まりやすいため、表面全体へコーティング処理を行った。塗装前に塗布表面を脱脂洗浄した。
塗布液は、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を５質量％、酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）を０．５質量％、酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）を０．２質量％含み、さらに凸凹への浸透を良くするために界面活性剤を０．１質量％及びグリセリンを１質量％含む水溶液と、酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）を１．５質量％、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）を２質量％及び二酸化炭素（ＣＯ２）を１．４質量％含む水溶液を、５：１で混合したものを用いた。
Example 4
Since the stone surface has fine irregularities, and dirt tends to accumulate here, the entire surface was coated. The coated surface was degreased and cleaned before painting.
Coating solution, 5 wt% of silicon oxide (SiO 2), 0.5 wt% sodium oxide (Na 2 O), lithium oxide and (Li 2 O) containing 0.2 mass%, further penetration into the irregularities In order to improve, an aqueous solution containing 0.1% by mass of a surfactant and 1% by mass of glycerol, 1.5% by mass of potassium oxide (K 2 O), 2 % by mass of zirconium oxide (ZrO 2 ) and carbon dioxide an aqueous solution of (CO 2) containing 1.4 wt%, 5: was a mixture in 1.
塗布は、フェルトを用いて凸凹に掏りこむように実施した。乾燥は自然乾燥とし、加熱は行わなかった。
このようにして得られたコーティング膜の接触角を実施例１と同様にして測定したところ、接触角は３°であり、塗装前の３０°より高い親水性を示した。さらに、インク汚れの除去性を確認したところ、塗装前は凸凹にインク汚れが残存したのに対し、塗装品は残存が認められなかった。
The application was performed using a felt so as to be indented into irregularities. Drying was natural drying, and heating was not performed.
The contact angle of the coating film thus obtained was measured in the same manner as in Example 1. As a result, the contact angle was 3 °, indicating a hydrophilicity higher than 30 ° before coating. Further, when the removal property of the ink stain was confirmed, the ink stain remained on the unevenness before coating, but the coating product did not remain.
「比較例１」
酸化物換算値で酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を８質量％及び酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）を２質量％含むケイ酸ナトリウム水溶液、及び、炭酸を含まずかつ酸化物換算値で酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）を２質量％含む塩化ジルコニウム水溶液を調製し、これらケイ酸ナトリウム水溶液及び塩化ジルコニウム水溶液を１：１で混合したところ、混合開始後１秒間でゲル化してしまい、塗布することが極めて困難であった。
"Comparative Example 1"
Sodium silicate aqueous solution containing 8% by mass of silicon oxide (SiO 2 ) and 2 % by mass of sodium oxide (Na 2 O) in terms of oxides, and zirconium oxide (ZrO 2 in terms of oxides without containing carbonic acid) ) Was prepared, and the sodium silicate aqueous solution and the zirconium chloride aqueous solution were mixed at a ratio of 1: 1. As a result, gelation occurred in 1 second after the start of mixing, and it was extremely difficult to apply. It was.
「比較例２」
酸化物換算値で酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）を２質量％含む塩化ジルコニウム水溶液の替わりに、酸化物換算値で酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）を２質量％含む硝酸ジルコニウム水溶液を用い、比較例１に準じて、これらケイ酸ナトリウム水溶液及び硝酸ジルコニウム水溶液を１：１で混合したところ、混合開始後１秒間でゲル化してしまい、塗布することが極めて困難であった。
"Comparative Example 2"
According to Comparative Example 1, a zirconium nitrate aqueous solution containing 2% by mass of zirconium oxide (ZrO 2 ) in terms of oxide was used instead of a zirconium chloride aqueous solution containing 2% by mass of zirconium oxide (ZrO 2 ) in terms of oxide. When these sodium silicate aqueous solution and zirconium nitrate aqueous solution were mixed at a ratio of 1: 1, gelation occurred in 1 second after the start of mixing, and it was extremely difficult to apply.
「比較例３」
酸化物換算値で酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）を２質量％含む塩化ジルコニウム水溶液の替わりに、酸化物換算値で酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）を２質量％含む酢酸ジルコニウム水溶液を用い、比較例１に準じて、これらケイ酸ナトリウム水溶液及び酢酸ジルコニウム水溶液を１：１で混合したところ、混合開始後１秒間でゲル化してしまい、塗布することが極めて困難であった。
“Comparative Example 3”
According to Comparative Example 1, a zirconium acetate aqueous solution containing 2% by mass of zirconium oxide (ZrO 2 ) in terms of oxide was used instead of the zirconium chloride aqueous solution containing 2% by mass of zirconium oxide (ZrO 2 ) in terms of oxide. When these sodium silicate aqueous solution and zirconium acetate aqueous solution were mixed at a ratio of 1: 1, gelation occurred in 1 second after the start of mixing, and it was extremely difficult to apply.
「比較例４」
酸化物換算値で酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）を２質量％含む塩化ジルコニウム水溶液の替わりに、酸化物換算値で酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）を２質量％含むジルコニアゾル水分散液（住友大阪セメント製）を用い、比較例１に準じて、これらケイ酸ナトリウム水溶液及びジルコニアゾル水分散液を１：１で混合したところ、混合開始後１秒間でゲル化してしまい、塗布することが極めて困難であった。
“Comparative Example 4”
A zirconia sol aqueous dispersion containing 2% by mass of zirconium oxide (ZrO 2 ) in terms of oxide instead of a zirconium chloride aqueous solution containing 2% by mass of zirconium oxide (ZrO 2 ) in terms of oxide (Sumitomo Osaka Cement) In accordance with Comparative Example 1, these sodium silicate aqueous solution and zirconia sol aqueous dispersion were mixed at a ratio of 1: 1 and gelled in 1 second after the start of mixing, making it extremely difficult to apply. .
本発明の親水性膜は、（Ｌｉ）ａ（Ｎａ）ｂ（Ｋ）ｃ（ＮＨ４）ｄ（ＣＯ３）ｘ（ＳｉＯ４）ｙ（ＺｒＯ４）ｚ・ｍ（Ｈ２Ｏ） …（式１）
（但し、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ≠０、ｘ≠０、ｙ≠０、ｚ≠０、ｍは任意の数）
からなることとしたことにより、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）のみならず、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）をも安定化することができ、安定した親水性を有する膜を容易に得ることができ、したがって、安定した親水性膜を容易に提供することができるものであるから、金属、ガラス等のセラミックス、樹脂等の各種製品の表面に形成することはもちろんのこと、表面の汚れの防止、あるいは表面から容易に汚れを落とすことが求められる様々な分野に適用可能であり、その工業的価値は極めて大きい。
The hydrophilic membrane of the present invention has (Li) a (Na) b (K) c (NH 4 ) d (CO 3 ) x (SiO 4 ) y (ZrO 4 ) z · m (H 2 O) (formula) 1)
(However, a + b + c + d ≠ 0, x ≠ 0, y ≠ 0, z ≠ 0, m is an arbitrary number)
Therefore, not only silicon oxide (SiO 2 ) but also zirconium oxide (ZrO 2 ) can be stabilized, and a stable hydrophilic film can be easily obtained. Since a stable hydrophilic film can be easily provided, it can be formed on the surface of various products such as metal, ceramics such as glass, resin, etc. The present invention can be applied to various fields that require easy removal of dirt, and its industrial value is extremely large.
Claims (7)
（但し、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ≠０、ｘ≠０、ｙ≠０、ｚ≠０、ｍは任意の数）
からなることを特徴とする親水性膜。 (Li) a (Na) b (K) c (NH 4 ) d (CO 3 ) x (SiO 4 ) y (ZrO 4 ) z · m (H 2 O) (Formula 1)
(However, a + b + c + d ≠ 0, x ≠ 0, y ≠ 0, z ≠ 0, m is an arbitrary number)
A hydrophilic membrane characterized by comprising:
（但し、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ≠０、ｘ≠０、ｙ≠０、ｚ≠０、ｍは任意の数）
からなる親水性膜を形成するための塗布液であって、
ケイ酸アルカリを含む水溶液と炭酸ジルコニウムアルカリを含む水溶液とを混合してなるゾル状態の混合液であることを特徴とする親水性膜形成用塗布液。 (Li) a (Na) b (K) c (NH 4 ) d (CO 3 ) x (SiO 4 ) y (ZrO 4 ) z · m (H 2 O) (Formula 1)
(However, a + b + c + d ≠ 0, x ≠ 0, y ≠ 0, z ≠ 0, m is an arbitrary number)
A coating solution for forming a hydrophilic film comprising:
A coating solution for forming a hydrophilic film, which is a sol-like mixed solution obtained by mixing an aqueous solution containing an alkali silicate and an aqueous solution containing an alkali zirconium carbonate.
（Ｌｉ）ａ（Ｎａ）ｂ（Ｋ）ｃ（ＮＨ４）ｄ（ＣＯ３）ｘ（ＳｉＯ４）ｙ（ＺｒＯ４）ｚ・ｍ（Ｈ２Ｏ） …（式１）
（但し、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ≠０、ｘ≠０、ｙ≠０、ｚ≠０、ｍは任意の数）
からなる親水性膜とすることを特徴とする親水性膜の製造方法。 An aqueous solution containing an alkali silicate and an aqueous solution containing an alkali zirconium carbonate are mixed to form a coating solution for forming a hydrophilic film consisting of a mixed solution in a sol state. And let this film harden,
(Li) a (Na) b (K) c (NH 4 ) d (CO 3 ) x (SiO 4 ) y (ZrO 4 ) z · m (H 2 O) (Formula 1)
(However, a + b + c + d ≠ 0, x ≠ 0, y ≠ 0, z ≠ 0, m is an arbitrary number)
A method for producing a hydrophilic film, characterized by comprising a hydrophilic film comprising:
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108641419B (en) * | 2018-05-05 | 2020-04-17 | 济南秦鲁药业科技有限公司 | Super-hydrophilic coating sol and preparation and use methods thereof |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01174438A (en) * | 1987-12-29 | 1989-07-11 | Kobe Steel Ltd | Aluminum fin material for heat exchanger |
| JPH0718206A (en) * | 1993-07-02 | 1995-01-20 | Toyo Ink Mfg Co Ltd | Highly hydrophilic coating material |
| WO2003080744A1 (en) * | 2002-03-27 | 2003-10-02 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | Hydrophilic film, process for producing the same and paint for formation of hydrophilic film |
| JP2003310411A (en) * | 2002-04-19 | 2003-11-05 | Nisshin Steel Co Ltd | Stainless steel vessel |
| JP2004204333A (en) * | 2002-12-26 | 2004-07-22 | Nippon Paint Co Ltd | Aqueous resin composition for treating aluminum/zinc alloy galvanized steel sheet, coating method, and aluminum/zinc alloy galvanized steel sheet |
| WO2006019004A1 (en) * | 2004-08-17 | 2006-02-23 | Nissan Chemical Industries, Ltd. | Method for producing metal oxide sol |
| WO2007069783A1 (en) * | 2005-12-15 | 2007-06-21 | Nihon Parkerizing Co., Ltd. | Surface treatment for metal materials, surface treatment process, and surface-treated metal materials |
| JP2008297433A (en) * | 2007-05-31 | 2008-12-11 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | Fur sticking preventive product and its manufacturing method |
| JP2009114500A (en) * | 2007-11-07 | 2009-05-28 | Jfe Galvanizing & Coating Co Ltd | Method for manufacturing surface-treated steel sheet and surface-treated steel sheet |
| JP2009268991A (en) * | 2008-05-08 | 2009-11-19 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | Water stain sticking preventive product and process for production thereof |
| WO2010073916A1 (en) * | 2008-12-26 | 2010-07-01 | 日本パーカライジング株式会社 | Method of electrolytic ceramic coating for metal, electrolysis solution for electrolytic ceramic coating for metal, and metallic material |
| JP2011032512A (en) * | 2009-07-31 | 2011-02-17 | Nippon Parkerizing Co Ltd | Treatment liquid for forming protective film of steel member having nitrogen compound layer and compound layer protective film |
-
2012
- 2012-10-31 JP JP2012240556A patent/JP6036177B2/en active Active
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01174438A (en) * | 1987-12-29 | 1989-07-11 | Kobe Steel Ltd | Aluminum fin material for heat exchanger |
| JPH0718206A (en) * | 1993-07-02 | 1995-01-20 | Toyo Ink Mfg Co Ltd | Highly hydrophilic coating material |
| WO2003080744A1 (en) * | 2002-03-27 | 2003-10-02 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | Hydrophilic film, process for producing the same and paint for formation of hydrophilic film |
| JP2003310411A (en) * | 2002-04-19 | 2003-11-05 | Nisshin Steel Co Ltd | Stainless steel vessel |
| JP2004204333A (en) * | 2002-12-26 | 2004-07-22 | Nippon Paint Co Ltd | Aqueous resin composition for treating aluminum/zinc alloy galvanized steel sheet, coating method, and aluminum/zinc alloy galvanized steel sheet |
| WO2006019004A1 (en) * | 2004-08-17 | 2006-02-23 | Nissan Chemical Industries, Ltd. | Method for producing metal oxide sol |
| WO2007069783A1 (en) * | 2005-12-15 | 2007-06-21 | Nihon Parkerizing Co., Ltd. | Surface treatment for metal materials, surface treatment process, and surface-treated metal materials |
| JP2008297433A (en) * | 2007-05-31 | 2008-12-11 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | Fur sticking preventive product and its manufacturing method |
| JP2009114500A (en) * | 2007-11-07 | 2009-05-28 | Jfe Galvanizing & Coating Co Ltd | Method for manufacturing surface-treated steel sheet and surface-treated steel sheet |
| JP2009268991A (en) * | 2008-05-08 | 2009-11-19 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | Water stain sticking preventive product and process for production thereof |
| WO2010073916A1 (en) * | 2008-12-26 | 2010-07-01 | 日本パーカライジング株式会社 | Method of electrolytic ceramic coating for metal, electrolysis solution for electrolytic ceramic coating for metal, and metallic material |
| JP2011032512A (en) * | 2009-07-31 | 2011-02-17 | Nippon Parkerizing Co Ltd | Treatment liquid for forming protective film of steel member having nitrogen compound layer and compound layer protective film |
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